气体内部的压强(终极)

带有求根公式的公式输入编辑器 公式乱码—– § ¶ … ‘’ ‚‛ § ¶ … ‘’ ‚‛ § ¶ … ‘’ ‚‛

大学当我想到我的理论可以应用于火箭发射时,我很激动。当时唐涛等询问我论文情况,我感觉很骄傲自我良好,我想这就是他们说的我相当于硕士学历。我梦到的是一个椭圆形的东西,上面的就像磁力线、头发,向外发射,呈现辐射状。(不是金三胖的原子弹吧?金贺浩,阜阳师范学院毕业论文,完全是自己创作的,可能有错误)

大学当我想到我的理论可以应用于火箭发射时,我很激动。当时唐涛等询问我论文情况,我感觉很骄傲自我良好,我想这就是他们说的我相当于硕士学历。我梦到的是一个椭圆形的东西,上面的就像磁力线、头发,向外发射,呈现辐射状。(不是金三胖的原子弹吧?金贺浩,阜阳师范学院毕业论文,完全是自己创作的,可能有错误)

动量的改变量是相对速度的二倍与质量的乘积,这是合理的猜测,是预料之中的。因为以运动的物体为参考系就是这样的结果,按照碰撞模型得到对称的效果,

∆v =2v x 就相当于乒乓球撞击墙壁同速率反方向的结果。倘若以地面

为参考系,虽然计算过程复杂了,但能得出动量的改变量。

设一个质量为m 的分子以速度速度分别为

v x 与一个质量为M 速度为v 的物体发生正碰,且为完全弹性碰撞(图1) ,碰撞后

'

v x '

mv +Mv =mv x +Mv ' (18)

与v ' ,由动量守恒定律,得x

1211' 21mv x +Mv 2=mv x +Mv ' 2

222又由无能量损失的完全弹性碰撞,得2,

121' 21111

mv x -mv x =Mv ' 2-Mv 2m (v x -v x ')(v x +v x ') =M (v ' -v )(v ' +v )

2222移项得2,分解因式得2

'

v +v =v +v ' (20) x x 由(17)(18), 得

从而得物体的动量改变量∆p 且

∆p =M (v ' -v ) =m (v x -v x ') =m [v x -(v +v ' -v x )]=m (2v x -v -v ') (21)

因为分子m 相对于碰撞的壁Wall m

结合(20)(21)二式, 得∆p =2m (v x -v ) ,(v x -v ) 就是分子相对物体的速度。

而对空气的麦克斯韦速度分布率表达式就复杂了,难以计算动量的积分表达式。灵活选取参考系会极大简化运算,如定向运动不会影响平衡状态,气体状态方程不变,克拉玻龙方程PV =nRT ,流体力学流速大的地方压强小

12112

ρv +ρgh +P =C ρv 12+ρgh 1+P =ρv 12+ρgh 2+P 2222。

帕斯卡定律压强

dN v x m

=f (v ) =() e x v x N 2πkT 速度为的分子几率密度函数

1

2

-m (v x -v ) 2

2kT

dv x

,则分子定向运动的平均速度

m 1

v x =lim ⎰v x () 2e

v →∞02πkT

v

-mv x 2

2kT

v 1m 1

dv x =lim ⎰() 2e

2v →∞02πkT

-mv x 22kT

1dv x =⎰

202-x ) 2d x ) 2

v x =⎰

m 1

v x () 2e 2πkT

-mv x 22kT

1dv x =⎰02-mv x 2

2kT

dv x 2

表况下(在标准状况下)

,v x =

=142m ⋅s -1

气体内部的压强的其它推导方式

f x =f =

P =

∆p x ∆t

∆p F

F =x

∆t S

∆m =n ∆Av x ∆t m 1

dp =2nm i ⎰v x () 2e

2πkT dN vx m

=() e N 2πkT

1

2

-mv x 22kT

-mv x 22kT

dv x dA (v x dt )

dv x

-m i v x 22kT

∞dF dp m 1

P ===

2nm i v x ⎰v x () 2e

0dA dtdA 2πkT

dv x

1=⎰20=2nm i v x ⎰

-x ) 2d -m i v x 22kT

x ) 2==

m i v x 2d =nm i

2kT 2

PV =nRT ,P =

nRT R R

nRT =nN T =k ,P =nkT nN =N ,,A A ,V N A N A

稀薄气体对在其中运动的固体的碰撞摩擦力(液体粘滞力、流体)

在稀薄气体中运动的线性规则刚体所受到的碰撞摩擦力(液体粘滞力、流体) 设一个质量为度分别为

m i 的分子以速度v x 与一个质量为m 速度为v 的物体发生正碰,且为完全弹性碰撞(图1) ,碰撞后速

'

v x '

mv +mv =mv i x +mv ' (18) 与v ' ,由动量守恒定律,得i x

11112

m i v x +mv 2=m i v ‘x 2+mv ’2(19) 2222

又由无能量损失的完全弹性碰撞,得

'

由(17)(18), 得v x +v x =v +v ' (20)

从而得物体的动量改变量∆p 且

∆p =m (v ' -v ) =m i (v x -v x ') =m i [v x -(v +v ' -v x )]=m i (2v x -v -v ') (21)

又因为m →0, 可近似认为M →∞(22) 结合(20)(21)二式, 得∆p =2m i (v x -v ) (23)

由牛顿第二定律F =

d p ∆p

, 得f =(24) dt ∆t

→→

3。1统计规律——麦克斯伟速度分布律

对于经典粒子(可忽略波动性的粒子, 如气体分子、原子或分子), 粒子的动量、能量、速度看成准连续的, 以静止的地面为参考系, 则处于平衡态的气体速度分量在v x -v x +dv x 的比率为

选取物体运动方向v 为x 轴, 亦即

dN vx m

=() e N 2πkT

1

2

-mv x 22kT

dv x (26)

v x 的方向, 称x 轴正向为前侧, 逆向为后侧。

选取物体与运动方向相垂直的最大横

截面为前侧、后侧的边界, 物体前侧速度分量遵守上式(26)。

因为物体的运动, 后侧会形影不离地留下一个‚真空‛区域, 此‚真空‛区域会造成分子以速度v 作整体定向运动填补空间, 速度分量在v x -v x +dv x 的比率为f (v x ) dN vx =N (

m

) e 2πkT

12

-m (v x -v ) 2

2kT

dv x (27)

因为物体与气体分子的碰撞, 使得平衡态遭到破坏, 气体速度分量分布率不严格是(26)(27),但是大量的‚外来‛分

9-1-8

Z =7. 41⨯10s =6. 11⨯10m 发生碰撞,使得遭到破坏的平衡子以(标准状况的氮气)频率为和平均自由程为

态迅速恢复。

3。2空气阻力的一般表达式

以下,凡带1或2的下脚码,均表示对应前侧或后侧对应的物理量, D 表示区域。 由(24)–(27),得f =f 1+f 2(28)

v

f =

-∞

⎰∆p

x 1

f (v x ) ⋅

dN v x dt

+∞

⋅cos α1dv x +

2

⎰∆p

v

x 2

f (v x ) ⋅

dN v x dt

⋅cos 2α2dv x

=2m σv

m

[dv x (v x -v ) ⋅e 2πkT -⎰∞

v

2

-mv x 2kT

z 1' 2x dxdy ' 2' 2⎰⎰D 11+z 1x +z 1y

⎰⎰dxdy

D 1

' 2

⋅⎰⎰+z 1' 2x +z 1y dxdy D 1

+∞

+⎰dv x (v x -v ) ⋅e

v

-m (v x -v ) 2

2kT

z 1' 2x dxdy ' 2' 2⎰⎰1+z +z 1x 1y D 2

⎰⎰dxdy

D 2

' 2

⋅⎰⎰+z 1' 2]x +z 1y dxdy D 2

。(29)

1-m (v x +v )

dN v x m 2

=() e 2kT dv x

2πkT 若以运动物体为参考系(即静止), 前侧为N (30) 1-mv

dN v x m 22kT x

=() e dv x N 2πkT 后侧为。(31)

2

2

f =2m σ⎰dv x (v x -v ) ⋅e

-∞

此时(29)

改写成

v

2

-m (v +v x )2kT

z 1'2x dxdy '2'2⎰⎰1+z +z 1x 1y D 1

⎰⎰dxdy

D 1

⋅D 1

+∞

+⎰dv x (v x -v ) ⋅e

v

-mv x 2

2kT

z 1' 2x dxdy ' 2' 2⎰⎰D 21+z 1x +z 1y

⎰⎰dxdy

D 2

' 2

⋅⎰⎰+z 1' 2+z ]x 1y dxdy D 2

。(29' ) 计算结果应该与(29)相同。

由物理意义可知,f 10, 且f

从证明过程看,(31)对于变速运动(无论大小还是方向如何变化) 仍然成立。此导出公式更适合低速运动的流线型物体,饼状次之,对于其它情况,要结合物体的形状、速度、硬度、材料等进行修正。

根据运动的相对性假定无风,顺风逆风均可进行矢量运算。当气体(空气) 的定向速度为v ' , 且与v 的矢量夹角为φ, 将(26)-(31)式中v 换成v -v ' cos φ即可。对于风洞试验室情况下,若v -v ' cos φ>0, 则此时f 0; 若v -v ' cos φ=0, 则f =0。

下面将讨论几种典型的形状, 探究平衡态下(速度遵守几率密度函数分布率)的气体,均不考虑有风的情况。 4几种典型的形状的物体所受到的阻力的公式。

4。1圆柱体图(2)

2

当物体为圆柱体, 如图(2)所示,半径为r 底面积s =πr , 当物体运动方向沿着对称轴时, 方程(31)化简为

=σ∞

mv -+∑2kT n =1

2

(-1) n +2(

m 2n +1m 2n +1n +1

v ) (-1) (v ) ∞

) +∑)]

1(n +1) *n =1

(n +) n !

2

(-1) n +1(

m 2n +1

v ) ) (2n +1)(n +1) !

=-m σsv 2(1+

) +σ=1

∞=-m σsv (1) +σa n +1v 2n +3a 1=a =

1,=1 (令0

2

=-m σ

sv (a 0+a 1v ) +σs

=285m ⋅s -1

2

2mkT

π

∑a

n =1

n +1

v 2n +3

(32)

v 0=

由标准状况下的氮气

+∞

v s (最概然速率)

=

+∞

3kT

=493m ⋅s -1m 以下以氮气为例), 现在讨论Guass(高斯) 正态分布函

数:-∞2πσ

1

-δ2

e 2σd δ=1

dN v x

=1⎰N (33)由归一性, 得-∞(34)

σ=

(34)、(26)与(33)对应,

kT

m =285,3σ=864, 2σ=569用P 表示几P (±δ) =f (δ) -f (-δ) =0.655

, P (±3δ) =0. 977。由此可知, 速度集中在±2δ内, 即当v >2σ时, 近似认为f (2δ) =1,f (3δ) , P (±2δ) =0. 955

=1(35)

a n +1

=1a n

对应的v 的值

v n , v n 为特征根, n =0带入, 得

v 0=

2kT

=412m ⋅s -1

m ,

即当

v

2

f =-m σsv 时,(32)化简为(36)

从量纲上看, m σ的单位为密度单位,

m σ=

μN

N A V

=

μn '

V

=

m

' V n (为摩尔数), 伯努力方程

12

ρv +ρgh +p =c 2(v 为流体速度), 可知(36)相当(以运动物体为参考系, 则流体速度为v ) 由于流体运动造成的弹

力。

n =1带入, 得

v 1=

12kT

=986m ⋅s -12

f =-m σsv (a 0+a 1v ) (37) v

m 2

v ==1(2n +3)(n +1) (2+1)

当n >1时, 由

a n +1a n

v n =

, 得

2(2n +3)(n +1) kT

(2n +1) m (38)

-1-1-12n +3v

f =σs (a v +a v )n -1n 成正比,(32)化简为(39)

2

f =-2m σsv v 当极大时,(32)化简为(40)由(35)可知, 当v ≥986时,(39)又近似为(40)。

‚物体在空气中运动受到的阻力和物体的本身的形状、空气的密度、特别是和物体速率有关。大体说来, 物体速率

低于200m/s,可认为空气阻力与物体速率的平方成正比; 当速率到400-600m/s,空气的阻力物体速率的三次方成正比; 速率很大, 阻力与速率更高次方成比

[7]

‛正验证了此理论。

涡旋的产生, 使得圆柱体前面的压强大于后面的压强。压强差构成对圆柱体的阻力, 称压差阻力。从本质上讲, 它由粘性引起, 但与stokes 公式描述的那类粘性阻力有不同机制。它们同时存在, 但就涡旋产生后, 粘性阻力不占重要地位。流速较大时, 圆柱体所受的阻力f 为

1

f =C D ρdlv 2

2, ρ、d 、l 分别表示流体密度、圆柱体的直径和长度, C D 称阻力系数(量纲为1), 对于其它物体,

仅需将dl 换成与流速垂直的最大横截面积

[8]

。两者通过实验数据分析,线性加权平均值拟合总阻力即可。

带有求根公式的公式输入编辑器 公式乱码—– § ¶ … ‘’ ‚‛ § ¶ … ‘’ ‚‛ § ¶ … ‘’ ‚‛

大学当我想到我的理论可以应用于火箭发射时,我很激动。当时唐涛等询问我论文情况,我感觉很骄傲自我良好,我想这就是他们说的我相当于硕士学历。我梦到的是一个椭圆形的东西,上面的就像磁力线、头发,向外发射,呈现辐射状。(不是金三胖的原子弹吧?金贺浩,阜阳师范学院毕业论文,完全是自己创作的,可能有错误)

大学当我想到我的理论可以应用于火箭发射时,我很激动。当时唐涛等询问我论文情况,我感觉很骄傲自我良好,我想这就是他们说的我相当于硕士学历。我梦到的是一个椭圆形的东西,上面的就像磁力线、头发,向外发射,呈现辐射状。(不是金三胖的原子弹吧?金贺浩,阜阳师范学院毕业论文,完全是自己创作的,可能有错误)

动量的改变量是相对速度的二倍与质量的乘积,这是合理的猜测,是预料之中的。因为以运动的物体为参考系就是这样的结果,按照碰撞模型得到对称的效果,

∆v =2v x 就相当于乒乓球撞击墙壁同速率反方向的结果。倘若以地面

为参考系,虽然计算过程复杂了,但能得出动量的改变量。

设一个质量为m 的分子以速度速度分别为

v x 与一个质量为M 速度为v 的物体发生正碰,且为完全弹性碰撞(图1) ,碰撞后

'

v x '

mv +Mv =mv x +Mv ' (18)

与v ' ,由动量守恒定律,得x

1211' 21mv x +Mv 2=mv x +Mv ' 2

222又由无能量损失的完全弹性碰撞,得2,

121' 21111

mv x -mv x =Mv ' 2-Mv 2m (v x -v x ')(v x +v x ') =M (v ' -v )(v ' +v )

2222移项得2,分解因式得2

'

v +v =v +v ' (20) x x 由(17)(18), 得

从而得物体的动量改变量∆p 且

∆p =M (v ' -v ) =m (v x -v x ') =m [v x -(v +v ' -v x )]=m (2v x -v -v ') (21)

因为分子m 相对于碰撞的壁Wall m

结合(20)(21)二式, 得∆p =2m (v x -v ) ,(v x -v ) 就是分子相对物体的速度。

而对空气的麦克斯韦速度分布率表达式就复杂了,难以计算动量的积分表达式。灵活选取参考系会极大简化运算,如定向运动不会影响平衡状态,气体状态方程不变,克拉玻龙方程PV =nRT ,流体力学流速大的地方压强小

12112

ρv +ρgh +P =C ρv 12+ρgh 1+P =ρv 12+ρgh 2+P 2222。

帕斯卡定律压强

dN v x m

=f (v ) =() e x v x N 2πkT 速度为的分子几率密度函数

1

2

-m (v x -v ) 2

2kT

dv x

,则分子定向运动的平均速度

m 1

v x =lim ⎰v x () 2e

v →∞02πkT

v

-mv x 2

2kT

v 1m 1

dv x =lim ⎰() 2e

2v →∞02πkT

-mv x 22kT

1dv x =⎰

202-x ) 2d x ) 2

v x =⎰

m 1

v x () 2e 2πkT

-mv x 22kT

1dv x =⎰02-mv x 2

2kT

dv x 2

表况下(在标准状况下)

,v x =

=142m ⋅s -1

气体内部的压强的其它推导方式

f x =f =

P =

∆p x ∆t

∆p F

F =x

∆t S

∆m =n ∆Av x ∆t m 1

dp =2nm i ⎰v x () 2e

2πkT dN vx m

=() e N 2πkT

1

2

-mv x 22kT

-mv x 22kT

dv x dA (v x dt )

dv x

-m i v x 22kT

∞dF dp m 1

P ===

2nm i v x ⎰v x () 2e

0dA dtdA 2πkT

dv x

1=⎰20=2nm i v x ⎰

-x ) 2d -m i v x 22kT

x ) 2==

m i v x 2d =nm i

2kT 2

PV =nRT ,P =

nRT R R

nRT =nN T =k ,P =nkT nN =N ,,A A ,V N A N A

稀薄气体对在其中运动的固体的碰撞摩擦力(液体粘滞力、流体)

在稀薄气体中运动的线性规则刚体所受到的碰撞摩擦力(液体粘滞力、流体) 设一个质量为度分别为

m i 的分子以速度v x 与一个质量为m 速度为v 的物体发生正碰,且为完全弹性碰撞(图1) ,碰撞后速

'

v x '

mv +mv =mv i x +mv ' (18) 与v ' ,由动量守恒定律,得i x

11112

m i v x +mv 2=m i v ‘x 2+mv ’2(19) 2222

又由无能量损失的完全弹性碰撞,得

'

由(17)(18), 得v x +v x =v +v ' (20)

从而得物体的动量改变量∆p 且

∆p =m (v ' -v ) =m i (v x -v x ') =m i [v x -(v +v ' -v x )]=m i (2v x -v -v ') (21)

又因为m →0, 可近似认为M →∞(22) 结合(20)(21)二式, 得∆p =2m i (v x -v ) (23)

由牛顿第二定律F =

d p ∆p

, 得f =(24) dt ∆t

→→

3。1统计规律——麦克斯伟速度分布律

对于经典粒子(可忽略波动性的粒子, 如气体分子、原子或分子), 粒子的动量、能量、速度看成准连续的, 以静止的地面为参考系, 则处于平衡态的气体速度分量在v x -v x +dv x 的比率为

选取物体运动方向v 为x 轴, 亦即

dN vx m

=() e N 2πkT

1

2

-mv x 22kT

dv x (26)

v x 的方向, 称x 轴正向为前侧, 逆向为后侧。

选取物体与运动方向相垂直的最大横

截面为前侧、后侧的边界, 物体前侧速度分量遵守上式(26)。

因为物体的运动, 后侧会形影不离地留下一个‚真空‛区域, 此‚真空‛区域会造成分子以速度v 作整体定向运动填补空间, 速度分量在v x -v x +dv x 的比率为f (v x ) dN vx =N (

m

) e 2πkT

12

-m (v x -v ) 2

2kT

dv x (27)

因为物体与气体分子的碰撞, 使得平衡态遭到破坏, 气体速度分量分布率不严格是(26)(27),但是大量的‚外来‛分

9-1-8

Z =7. 41⨯10s =6. 11⨯10m 发生碰撞,使得遭到破坏的平衡子以(标准状况的氮气)频率为和平均自由程为

态迅速恢复。

3。2空气阻力的一般表达式

以下,凡带1或2的下脚码,均表示对应前侧或后侧对应的物理量, D 表示区域。 由(24)–(27),得f =f 1+f 2(28)

v

f =

-∞

⎰∆p

x 1

f (v x ) ⋅

dN v x dt

+∞

⋅cos α1dv x +

2

⎰∆p

v

x 2

f (v x ) ⋅

dN v x dt

⋅cos 2α2dv x

=2m σv

m

[dv x (v x -v ) ⋅e 2πkT -⎰∞

v

2

-mv x 2kT

z 1' 2x dxdy ' 2' 2⎰⎰D 11+z 1x +z 1y

⎰⎰dxdy

D 1

' 2

⋅⎰⎰+z 1' 2x +z 1y dxdy D 1

+∞

+⎰dv x (v x -v ) ⋅e

v

-m (v x -v ) 2

2kT

z 1' 2x dxdy ' 2' 2⎰⎰1+z +z 1x 1y D 2

⎰⎰dxdy

D 2

' 2

⋅⎰⎰+z 1' 2]x +z 1y dxdy D 2

。(29)

1-m (v x +v )

dN v x m 2

=() e 2kT dv x

2πkT 若以运动物体为参考系(即静止), 前侧为N (30) 1-mv

dN v x m 22kT x

=() e dv x N 2πkT 后侧为。(31)

2

2

f =2m σ⎰dv x (v x -v ) ⋅e

-∞

此时(29)

改写成

v

2

-m (v +v x )2kT

z 1'2x dxdy '2'2⎰⎰1+z +z 1x 1y D 1

⎰⎰dxdy

D 1

⋅D 1

+∞

+⎰dv x (v x -v ) ⋅e

v

-mv x 2

2kT

z 1' 2x dxdy ' 2' 2⎰⎰D 21+z 1x +z 1y

⎰⎰dxdy

D 2

' 2

⋅⎰⎰+z 1' 2+z ]x 1y dxdy D 2

。(29' ) 计算结果应该与(29)相同。

由物理意义可知,f 10, 且f

从证明过程看,(31)对于变速运动(无论大小还是方向如何变化) 仍然成立。此导出公式更适合低速运动的流线型物体,饼状次之,对于其它情况,要结合物体的形状、速度、硬度、材料等进行修正。

根据运动的相对性假定无风,顺风逆风均可进行矢量运算。当气体(空气) 的定向速度为v ' , 且与v 的矢量夹角为φ, 将(26)-(31)式中v 换成v -v ' cos φ即可。对于风洞试验室情况下,若v -v ' cos φ>0, 则此时f 0; 若v -v ' cos φ=0, 则f =0。

下面将讨论几种典型的形状, 探究平衡态下(速度遵守几率密度函数分布率)的气体,均不考虑有风的情况。 4几种典型的形状的物体所受到的阻力的公式。

4。1圆柱体图(2)

2

当物体为圆柱体, 如图(2)所示,半径为r 底面积s =πr , 当物体运动方向沿着对称轴时, 方程(31)化简为

=σ∞

mv -+∑2kT n =1

2

(-1) n +2(

m 2n +1m 2n +1n +1

v ) (-1) (v ) ∞

) +∑)]

1(n +1) *n =1

(n +) n !

2

(-1) n +1(

m 2n +1

v ) ) (2n +1)(n +1) !

=-m σsv 2(1+

) +σ=1

∞=-m σsv (1) +σa n +1v 2n +3a 1=a =

1,=1 (令0

2

=-m σ

sv (a 0+a 1v ) +σs

=285m ⋅s -1

2

2mkT

π

∑a

n =1

n +1

v 2n +3

(32)

v 0=

由标准状况下的氮气

+∞

v s (最概然速率)

=

+∞

3kT

=493m ⋅s -1m 以下以氮气为例), 现在讨论Guass(高斯) 正态分布函

数:-∞2πσ

1

-δ2

e 2σd δ=1

dN v x

=1⎰N (33)由归一性, 得-∞(34)

σ=

(34)、(26)与(33)对应,

kT

m =285,3σ=864, 2σ=569用P 表示几P (±δ) =f (δ) -f (-δ) =0.655

, P (±3δ) =0. 977。由此可知, 速度集中在±2δ内, 即当v >2σ时, 近似认为f (2δ) =1,f (3δ) , P (±2δ) =0. 955

=1(35)

a n +1

=1a n

对应的v 的值

v n , v n 为特征根, n =0带入, 得

v 0=

2kT

=412m ⋅s -1

m ,

即当

v

2

f =-m σsv 时,(32)化简为(36)

从量纲上看, m σ的单位为密度单位,

m σ=

μN

N A V

=

μn '

V

=

m

' V n (为摩尔数), 伯努力方程

12

ρv +ρgh +p =c 2(v 为流体速度), 可知(36)相当(以运动物体为参考系, 则流体速度为v ) 由于流体运动造成的弹

力。

n =1带入, 得

v 1=

12kT

=986m ⋅s -12

f =-m σsv (a 0+a 1v ) (37) v

m 2

v ==1(2n +3)(n +1) (2+1)

当n >1时, 由

a n +1a n

v n =

, 得

2(2n +3)(n +1) kT

(2n +1) m (38)

-1-1-12n +3v

f =σs (a v +a v )n -1n 成正比,(32)化简为(39)

2

f =-2m σsv v 当极大时,(32)化简为(40)由(35)可知, 当v ≥986时,(39)又近似为(40)。

‚物体在空气中运动受到的阻力和物体的本身的形状、空气的密度、特别是和物体速率有关。大体说来, 物体速率

低于200m/s,可认为空气阻力与物体速率的平方成正比; 当速率到400-600m/s,空气的阻力物体速率的三次方成正比; 速率很大, 阻力与速率更高次方成比

[7]

‛正验证了此理论。

涡旋的产生, 使得圆柱体前面的压强大于后面的压强。压强差构成对圆柱体的阻力, 称压差阻力。从本质上讲, 它由粘性引起, 但与stokes 公式描述的那类粘性阻力有不同机制。它们同时存在, 但就涡旋产生后, 粘性阻力不占重要地位。流速较大时, 圆柱体所受的阻力f 为

1

f =C D ρdlv 2

2, ρ、d 、l 分别表示流体密度、圆柱体的直径和长度, C D 称阻力系数(量纲为1), 对于其它物体,

仅需将dl 换成与流速垂直的最大横截面积

[8]

。两者通过实验数据分析,线性加权平均值拟合总阻力即可。


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